Name: laser-induced forward transfer for flip-chip packaging of single dies
Uploaded: 2015-03-20T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Laser-induced Forward Transfer for Flip-chip Packaging of Single Dies at JoVE.com

This work was carried out in the framework of the project &#8220;MIRAGE,&#8221; funded by the European Commission within the FP7 program.

1. LIFT-assistert Flip-chip Bonding MERK: Det er tre stadier involvert i å realisere LIFT-assistert flip-chip forsamlinger, nemlig-mikro-bumping av underlag ved hjelp av LIFT teknikk, feste optoelektroniske chips til de bumped underlag ved hjelp av termo komprimering flip-chip bonding metode, og endelig innkapsling av de limte sammenstillingene. Hver av disse fasene er omtalt i følgende avsnitt: <ol><li> Micro-bumping hjelp LIFT: <ol><li> For donor preparat, avsette en tynn film av donor...

<ol>
	<li>Davis, E., Harding, W., Schwartz, R., Coring, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solid+logic+technology:+versatile,+high+performance+microelectronics.">Solid logic technology: versatile, high performance microelectronics.</a> IBM J. Res. Develop. 8, 102-114 (1964).</li><li>Bigas, M., Cabruja, E., Lozano, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bonding+techniques+for+hybrid+active+pixel+sensors+(HAPS).">Bonding techniques for hybrid active pixel sensors (HAPS).</a> Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 574 (2), 392-400 (2007).</li><li>Bohandy, J., Kim, B. F., Adrian, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+deposition+from+a+supported+metal+film+using+an+excimer+laser.">Metal deposition from a supported metal film using an excimer laser.</a> J. Appl. Phys. 60 (4), 1538-1539 (1986).</li><li>Kaur, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shadowgraphic+studies+of+triazene+assisted+laser-induced+forward+transfer+of+ceramic+thin+films.">Shadowgraphic studies of triazene assisted laser-induced forward transfer of ceramic thin films.</a> J. Appl. Phys. 105 (11), 113119 (2009).</li><li>Boutopoulos, C., Pandis, C., Giannakopoulos, K., Pissis, P., Zergioti, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymer/carbon+nanotube+composite+patterns+via+laser+induced+forward+transfer.">Polymer/carbon nanotube composite patterns via laser induced forward transfer.</a> Appl. Physc. Lett. 96, 041104 (2010).</li><li>Xu, J., Liu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-assisted+forward+transfer+of+multi-spectral+nanocrystal+quantum+dot+emitters.">Laser-assisted forward transfer of multi-spectral nanocrystal quantum dot emitters.</a> Nanotechnology. 18 (2), 025403 (2007).</li><li>Doraiswamy, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Excimer+laser+forward+transfer+of+mammalian+cells+using+a+novel+triazene+absorbing+layer.">Excimer laser forward transfer of mammalian cells using a novel triazene absorbing layer.</a> Appl. Surf. Sci. 252 (13), 4743-4747 (2006).</li><li>Papazoglou, S., Raptis, Y. S., Chatzandroulis, S., Zergioti, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=I.A+study+on+the+pulsed+laser+printing+of+liquid+phase+exfoliated+graphene+for+organic+electronics.">I.A study on the pulsed laser printing of liquid phase exfoliated graphene for organic electronics.</a> Appl. Phys. A. , (2014).</li><li>Chatzipetrou, M., Tsekenis, G., Tsouti, V., Chatzandroulis, S., Zergioti, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biosensors+by+means+of+the+laser+induced+forward+transfer+technique.">Biosensors by means of the laser induced forward transfer technique.</a> Appl. Surf. Sci. 278, 250-254 (2013).</li><li>Stewart, J. S., Lippert, T., Nagel, M., Nuesch, F., Wokaun, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Red-green-blue+polymer+light-emitting+diode+pixels+printed+by+optimized+laser-induced+forward+transfer.">Red-green-blue polymer light-emitting diode pixels printed by optimized laser-induced forward transfer.</a> Appl. Phys. Lett. 100 (20), 203303 (2012).</li><li>Kaur, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Waveguide+mode+filters+fabricated+using+laser-induced+forward+transfer.">Waveguide mode filters fabricated using laser-induced forward transfer.</a> Opt. Express. 19 (10), 9814-9819 (2011).</li><li>Kuznetsov, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser+fabrication+of+large-scale+nanoparticle+arrays+for+sensing+applications.">Laser fabrication of large-scale nanoparticle arrays for sensing applications.</a> ACS Nano. 5 (6), 4843-4849 (2011).</li><li>Rapp, L., Diallo, A. K., Alloncle, A. P., Videlot-Ackermann, C., Fages, F., Delaporte, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pulsed-laser+printing+of+organic+thin-film+transistors.">Pulsed-laser printing of organic thin-film transistors.</a> Appl. Phys. Lett. 95 (17), 171109 (2009).</li><li>Bosman, E., Kaur, K. S., Missinne, J., Van Hoe, B., Van Steenberge, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assembly+of+optoelectronics+for+efficient+chip-to-waveguide+coupling.">Assembly of optoelectronics for efficient chip-to-waveguide coupling.</a> , 630-634 (2013).</li><li>Kaur, K. S., Missinne, J., Van Steenberge, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flip-chip+bonding+of+vertical-cavity+surface-emitting+lasers+using+laser-induced+forward+transfer.">Flip-chip bonding of vertical-cavity surface-emitting lasers using laser-induced forward transfer.</a> Appl. Phys. Lett. 104 (6), 061102 (2014).</li><li>Kaur, K. S., al, e. t. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Laser-induced+forward+transfer+of+focussed+ion+beam+pre-machined+donors.">Laser-induced forward transfer of focussed ion beam pre-machined donors.</a> Appl. Surf. Sci. 257 (15), 6650-6653 (2011).</li></ol>

I denne artikkelen har vi vist termo-komprimering flip-chip liming av enkelt VCSEL chips ved hjelp av en laserbasert direkte skrive teknikk kalt LØFT. Forsamlingen fabrikasjon trinnene involvert utskrift av mikro humper av indium på underlaget kontakt pads bruker LIFT teknikk. Dette ble etterfulgt av termo-komprimering flip-chip liming av VCSEL chips til de bumped underlag og til slutt deres innkapsling. Elektro, optisk og mekanisk pålitelighet av heisen-assistert limt chips ble evaluert ...

Laser-indusert Forward Transfer (LIFT) er en allsidig direkte skrive additiv produksjonsmetode for single-trinns mønster definisjon og materialoverføring med mikron og sub-mikron-oppløsning. I denne artikkelen rapporterer vi bruk av LIFT som en bumping teknikk for flip-chip pakking av vertikal-hulrom overflate-emitting lasere (VCSELs) på en chip-skala. Flip-chip er en viktig teknologi i system emballasje og integrering av elektroniske og optiske (OE) komponenter. For å oppnå en tett integrering av komponenter fine pitch binding er viktig. Selv om fine pitch bonding har blitt demonstrert av noen av de vanlige teknikker, men det er et tomrom når det gjelder å kombinere sammen de andre viktige funksjoner som fleksibilitet, kostnadseffektivitet, hurtighet, nøyaktighet og lav behandling temperatur. For å møte disse kravene viser vi LIFT-assistert termo-komprimering bonding metode for fine pitch liming av OE komponenter. I LIFT, en tynn film av materialet som skal trykkes (referert til som donor) er avsatt på en flate av en laser-transparent bærer substrat (referert til som den bærer). Figur 1 viser den grunnleggende prinsipp for denne teknikken. En innfallende laserpuls av tilstrekkelig intensitet blir så fokusert på bæreren donor grensesnitt som gir den drivkraft som kreves for å videresende overføre donor piksel fra den bestrålte sonen til et annet substrat (referert til som mottaker) plassert i umiddelbar nærhet. LIFT ble først rapportert i 1986 av Bohandy som en teknikk for å skrive ut mikron-størrelse kobberlinjer for å reparere skadede foto-masker 3. Siden den første demonstrasjonen av denne teknikken har fått betydelig interesse som en mikro-nano fabrikasjon teknologi for kontrollert mønster og utskrift av et bredt spekter av materialer som keramikk 4, CNTs 5, QDS 6, levende celler 7, grafEne 8, for diverse applikasjoner som bio-sensorer 9, OLED 10, optiske komponenter 11, Plasmonic sensorer 12, organisk-elektronikk 13 og flip-chip bonding 14,15. LIFT tilbyr flere fordeler i forhold til de eksisterende flip-chip bumping og bonding teknikker som enkelhet, hurtighet, fleksibilitet, kostnadseffektivitet, høy oppløsning og nøyaktighet for flip-chip pakking av OE komponenter.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="663">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Name of Material/ Equipment</td>
			<td style="width:161px;">Company</td>
			<td style="width:119px;">Catalog Number</td>
			<td style="width:167px;">Comments/Description</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Laser source</td>
			<td style="width:161px;">3D MicroMac (3DMM)</td>
			<td style="width:119px;">2912-295</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Photodetector</td>
			<td style="width:161px;">Newport&#160;</td>
			<td style="width:119px;">818 series</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Source measurement unit</td>
			<td style="width:161px;">Keithley&#160;</td>
			<td style="width:119px;">2401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Power meter</td>
			<td style="width:161px;">Newport&#160;</td>
			<td style="width:119px;">1930</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Underfill</td>
			<td style="width:161px;">Norlands</td>
			<td style="width:119px;">NOA 86</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">UV lamp</td>
			<td style="width:161px;">Omnicure</td>
			<td style="width:119px;">Series 1000 UV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Probe station</td>
			<td style="width:161px;">Cascade Microtech</td>
			<td style="width:119px;">model 42</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Flip-chip bonder</td>
			<td style="width:161px;">Dr. Tresky</td>
			<td style="width:119px;">T-320 X</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

laser-induced forward transfer for flip-chip packaging of single dies

Flip-chip (FC) emballasje er en viktig teknologi for å realisere høy ytelse, ultra-miniatyrisert og høy tetthet kretser i mikro-elektronikk industrien. I denne teknikken brikken og / eller substratet er truffet, og de to er bundet via disse ledende støt. Mange bumping teknikker har blitt utviklet og intensivt undersøkt siden innføringen av FC-teknologien i 1960 en som sjablong utskrift, stud bumping, fordampning og electro / galvanisering 2. Til tross for fremgang at disse metodene har gjort de alle lider av en eller flere enn én ulemper som må tas opp som kostnader, komplekse behandlingstrinn, høye prosessering temperaturer, produksjon tid og viktigst mangel på fleksibilitet. I denne artikkelen viser vi en enkel og kostnadseffektiv laserbaserte bump forming teknikk kjent som Laser-indusert Forward Transfer (LIFT) 3. Bruke LIFT teknikken et bredt spekter av bump materialer kan be trykt i en enkelt trinn med stor fleksibilitet, høy hastighet og nøyaktighet ved RT. I tillegg gjør LIFT bumping og bonding ned til chip-skala, som er avgjørende for å fabrikkere ultra-miniatyr kretser.

Figur 7 viser en typisk LIV kurve som ble tatt fra en av de mange flip-chip limt VCSEL chips. En god kamp mellom den målte optisk effekt til leverandøren sitert verdiene angitt vellykket funksjon av limt enheter post-binding. Kurvene ble også registrert fØr og etter innkapsling, og ved sammenligning ble det bekreftet at innkapslingsmiddelet hadde ingen innvirkning på chip-funksjonalitet (som vist i figur 7). Også, resulterte en sammenligning mellom IV kurver noterte for flip-chip ...

Watch this Scientific Journal Video about Laser-induced Forward Transfer for Flip-chip Packaging of Single Dies at JoVE.com

Laser-induced Forward Transfer for Flip-chip Packaging of Single Dies

Vi demonstrere bruk av laser-indusert Forward Transfer (LIFT) teknikk for flip-chip montering av optiske komponenter. Denne tilnærmingen gir en enkel og kostnadseffektiv, lav temperatur, rask og fleksibel løsning for finraster bumping og bonding på chip-skala for å oppnå høy tetthet kretser for optoelektroniske applikasjoner.

Laser-indusert Forward Transfer for Flip-chip Pakking av Enkelt Dies

Flip-chip (FC) packaging is a key technology for realizing high performance, ultra-miniaturized and high-density circuits in the micro-electronics ...

Research

JoVE Journal

Engineering

Compact Quantum Dots for Single-molecule Imaging

Kompakte kvanteprikker for Single-molekylet Imaging

Single-molecule imaging is an important tool for  understanding the mechanisms of biomolecular function and for visualizing the  spatial and temporal ...

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

Analyse av kontaktlinser grensesnitt for Single Gan nanowire Devices

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

Measurement and Analysis of Atomic Hydrogen and Diatomic Molecular AlO, C2, CN, and TiO Spectra Following Laser-induced Optical Breakdown

Measurement and Analysis of Atomic Hydrogen and Diatomic Molecular AlO, C2, CN, and TiO Spectra Following Laser-induced Optical Breakdown

Måling og analyse av Atomic Hydrogen og diatomic Molecular AlO, C<sub&gt; 2</sub&gt;, CN, og TiO Spectra Following Laser-indusert Optisk Breakdown

In this work, we present time-resolved measurements of atomic and diatomic spectra following laser-induced optical breakdown. A typical LIBS arrangement ...

Laser-induced Breakdown Spectroscopy: A New Approach for Nanoparticle's Mapping and Quantification in Organ Tissue

Laser-indusert sammenbrudd spektroskopi: En ny tilnærming for nanopartikkel Kartlegging og kvantifisering i Organ Tissue

Emission spectroscopy of laser-induced plasma was applied to elemental analysis of biological samples. Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) ...

Silicon Metal-oxide-semiconductor Quantum Dots for Single-electron Pumping

Silicon metal-oxide-semiconductor kvanteprikker for Single-elektron Pumping

As mass-produced silicon transistors have reached the nano-scale, their behavior and performances are increasingly affected, and often deteriorated, by ...

Integration of Light Trapping Silver Nanostructures in Hydrogenated Microcrystalline Silicon Solar Cells by Transfer Printing

Integrering av Lys Overlappings sølv nanostrukturer i hydrogenert mikrokrystallinsk silisium solceller ved Transfer Printing

One of the potential applications of metal nanostructures is light trapping in solar cells, where unique optical properties of nanosized metals, commonly ...

Laser-induced Forward Transfer of Ag Nanopaste

Laser-indusert Forward Overføring av Ag Nanopaste

Over the past decade, there has been much development of non-lithographic methods1-3 for printing metallic inks or other functional materials. Many of ...

Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation

Fabrikasjon av 1-D fotoniske krystaller hulrom på en nanofiber Bruke femtosecond laser-indusert ablasjon

We present a protocol for fabricating 1-D Photonic Crystal (PhC) cavities on subwavelength-diameter tapered optical fibers, optical nanofibers, using ...

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

Scanning Light Scattering Profiler SLPS Based Methodology to Quantitatively Evaluate Forward and Backward Light Scattering from Intraocular Lenses

Scanning Light Scattering Profiler (SLPS) basert metode for å kvantitativt vurdere fremover og bakover lys spredning fra intraokulære objektiver

The scanning light scattering profiler (SLSP) methodology has been developed for the full-angle quantitative evaluation of forward and backward light ...

All-electronic Nanosecond-resolved Scanning Tunneling Microscopy: Facilitating the Investigation of Single Dopant Charge Dynamics

All-elektronisk nanosekund-løst skanning tunnelering mikroskopi: Tilrettelegge etterforskningen av enkelt Dopant kostnad Dynamics

The miniaturization of semiconductor devices to scales where small numbers of dopants can control device properties requires the development of new ...